Необходимость хорошей модульности

Система должна собираться из модулей по принципу подводной лодки, в которой все отсеки делаются максимально автономными – если один из них будет затоплен, это не будет означать затопления подводной лодки. В системе все части системы взаимосвязаны, в системном окружении они ведут себя совершенно не так, как могли бы вести себя без системного окружения. Если у нас нет интерфейсов, через которые мы контролируем все взаимодействия в системе, то любая попытка улучшить модуль может привести к улучшению только этого модуля – но ухудшению системы в целом через влияние на другие модули по неотслеживаемым связям.

Вот компьютерная симуляция зависимости от числа попыток улучшений падения стоимости разработки при улучшении n отдельных модулей, при d связей каждого из них130:

Видно, что если связь одна, то стоимость разработки с каждым улучшением падает быстро по экспоненте, слабо зависящей от числа модулей. Но если связей больше, то снижение стоимости идёт плохо.

Каждая связь имеет свою цену, не было бы этой цены, мы не имели бы даже в живой природе «органов», «клеток» и других модулей131. Но модульность человеческого организма не идёт ни в какое сравнение с модульностью современного компьютера или смартфона, собираемого из стандартизованных деталей. Поэтому слабомодульный человеческий организм не очень понятно как улучшать или даже просто лечить, а компьютер или смартфон удаётся улучшать конструктивно и лечить-ремонтировать много проще.

Интерфейс – это не просто соединение, это соединение через какой-то вполне определённый канал по вполне определённому протоколу (лучше бы – определяемому стандартом, хотя это и не всегда соблюдается), так что это взаимодействие можно отследить, и ошибка не распространится по системе. Более того, можно просто заменить модуль на альтернативный (это проще, если интерфейс стандартный) – и система продолжит работать. Если же какие-то связи будут проходить не через интерфейсы модулей, а система будет эти связи использовать для реализации своей функции, то замена модуля приведёт к исчезновению этих связей и нарушениям в работе системы.

Есть множество методов, которые помогают уменьшать связность модулей в создаваемой системе. Одним из наиболее известных таких методов является DSM (design/dependency structure matrix)132.

Минимальная связность модулей нужна и в «железных» системах, и в программных системах, и в организационных, и даже в танцах. Это совсем не означает, что части системы/подсистемы не находятся в тесном взаимодействии друг с другом. Это означает, что эти взаимодействия ставятся под жёсткий контроль, и подсистемы можно улучшать, а в случае стандартизации интерфейса даже заменять на принципиально другие по конструкции и принципу действия, не рискуя при этом ухудшить работу всей системы в целом.

Системный подход обычно называют холистическим, ибо он обращает внимание на систему в целом. Но нет других подходов, которые так бы интересовались разбиением на самые разные части, как системный подход. Суть системного подхода не только ко вниманию к целой системе, но и одновременному вниманию к частям системы.